Всего за 399 руб. Купить полную версию
Рис. 2.18. Кристалл алмаза в поляризованном свете: до воздействия (я); после воздействия (6)
В процессе разработки технологии воздействия на алмаз вполне естественно возник вопрос максимальной производительности установки при огранке алмаза в бриллиант по сравнению с существующей ручной обработкой. В алмазообработке вопрос производительности огранки является весьма непростым. Кристаллы алмаза различны по своим характеристикам, различна квалификация огранщика и т. п. Тем более некорректно сравнивать станок с ЧПУ и квалифицированного огранщика. Но задача поставлена, и мы приступили к исполнению. Была выбрана заготовка для огранки бриллианта диаметром – 2 мм. На ней за Определенное время необходимо было поставить восемь граней низа бриллианта в полном автоматическом режиме.
В то время наши понятия о скорости обработки алмаза не сильно отличались от традиционных (общепринятых) понятий. Больше давление, больше обороты двигателя – больше съем материала. Так нам казалось. Поэтому при написании программного обеспечения этим параметрам было уделено особое внимание. Такого давления, таких оборотов α и ß в дальнейшем мы никогда не использовали.
Давление ~1,2– 10 Па, α~ 9500 об./мин. и ß ~ 50 Гц. Обычно применяемые нами современные параметры обработки во много раз меньше. Но тогда очень хотелось произвести эффект.
На заготовке алмаза, предоставленного для эксперимента, у самой вершины кристалла изначально была маленькая еле заметная трещинка. В традиционной обработке алмазов в бриллианты, учитывая сопутствующие температуру, давление и деформации, непременно произошел бы скол этой вершинки. В нашем случае, как ожидалось, вершину можно было сохранить, что и являлось бы показателем "нежности" нашего воздействия.
Начался процесс огранки в полностью автоматическом режиме. При контакте работающего инструмента и алмаза во время выполнения программы обработки кристалл начал очень интенсивно светиться ярким золотистым светом. Такого яркого свечения мы в дальнейших работах никогда не наблюдали. Через 18 минут процесс закончился, и система воздействия (станок с ЧПУ) автоматически вышла в исходное состояние.
Качество огранки оказалось весьма приемлемым: полированные плоскости, трещинка и вершина кристалла сохранились, шип будущего низа бриллианта был на высоком уровне, т. е. сошелся в точку. Производительность нашей системы (по времени) оказалась на уровне огранщика средней квалификации. Работа сделана. Но почему-то захотелось ее еще раз повторить…
Было принято решение немного выдвинуть алмаз из удерживающей цанги, развернуть его ребром к инструменту и второй раз провести процедуру. На первую систему из восьми граней наложить со сдвигом на ребра вторую аналогичную систему. Что и было сделано незамедлительно.
Рис. 2.19. Схема ограненного кристалла
На рис. 2.19 приведена схема обработанного кристалла после первой огранки. На вершине схематично показана маленькая, еле заметная трещинка.
При второй обработке алмаз вел себя аналогично (программное обеспечение процесса не менялось). Вспыхнуло золотистое сияние. Весь процесс занял 18 минут. Но когда его сняли с установки и поместили под оптический микроскоп…
Мы впервые наблюдали изогнутый кристалл. С одной стороны полукруглые выпуклые ребра, с другой – ребра вогнутые. Небольшая, но хорошо наблюдаемая "изогнутость" алмаза. А на шести обработанных гранях очень хорошо просматривались в микроскоп "пупырышки". Причем размер этих "пупырышек" постепенно уменьшался от первой грани начального касания инструмента до шестой. А на двух последних (седьмой и восьмой) гранях этих "пупырышек" почему-то вообще не было! Такого мы больше никогда не видели и очень жалели, что в тот момент у нас в наличии не было системы регистрации изображений.
Специалисты-алмазники отказались комментировать этот факт, когда мы принесли кристалл им на заключение. Единственная их просьба – больше этот кристалл никому не показывать. Что мы и делали в течение восьми лет.
Как известно с XII века из опытов некоего алхимика Магнуса [18], если подержать алмаз на солнечном свете, а потом кинуть его в ведро с горячей водой, то он вспыхнет ярким голубым светом. Сегодня этот эффект термостимулированной люминесценции считается известным и исчерпывающе описанным [19]. И у нас возник интерес, а что будет, если алмаз подержать на солнечном свете после нашего воздействия?
Через восемь лет после огранки "погнутый" кристалл был вытащен из хранилища и вынесен на солнечный свет (безоблачное небо, середина июня, 11 часов 45 минут дня). Через 20 минут облучения солнечным светом алмаз опять был помещен в хранилище. А когда мы его вынули из хранилища через трое суток, то очень обрадовались, что у нас в наличии есть система регистрации изображений – геммологический микроскоп MoticGM-168 с высококачественной фотокамерой Canon.
Мы впервые наблюдали "сгоревший" кристалл алмаза. На рис. 2.20, 2.21 приведены изображения ограненного алмаза через трое суток после двадцатиминутного облучения солнечным светом. Почему "сгоревший"? Судите сами. Все грани, кроме двух, с цветами побежалости одного спектра напоминают брошенную в костер алюминиевую фольгу. Все они сжались, деформировались, покорежились. Это какая же энергия выделилась, чтобы так изувечить поверхность кристалла? Алмаз же все-таки…
Через оставшиеся две прозрачные полированные грани хорошо видна внутренняя, чистая как слеза структура алмаза. Она, по всей видимости, и была тем генератором, который "выплеснул" такой мощный импульс энергии, который привел к трансформации всей поверхности алмаза.
Кроме двух граней…
Почему эти две грани остались полированными? Почему трещина опустилась ниже к основанию, стала толще, "оплавилась" и расширилась? Почему проявились грани от первой огранки? Если кристалл каким-то образом "запомнил" систему плоскостей первой огранки, на которую мы наложили со сдвигом на ребра вторую огранку, то почему количество "проявившихся" плоскостей равно 11, а не 16?
Рис. 2.20. Вид сверху (а) кристалла алмаза после облучения солнечным светом. Хорошо видны две прозрачные полированные грани. Вид кристалла сбоку (б). Видна трещина и "проваленные" грани
Рис. 2.21. Нижняя часть кристалла
Вопросов много, и сегодня на них нет ответа. Особенно поразило состояние плоской поверхности нижней части кристалла (см. рис. 2.21).
Нижняя часть кристалла до воздействия представляла собой плоскую прозрачную полированную поверхность. После эксперимента с солнечным светом она покрылась слившимися "пупырышками", которые образовали совершенно непонятный, но четко фиксируемый рисунок необычной морфологии поверхности – поверхности, сформированной круглыми "пупырышками" с элементами элегантного кубизма в своем общем дизайне.
А вид и структура люминесценции этого кристалла в потоке ультрафиолетового света вообще поставили в тупик видавших многое специалистов-алмазников (рис. 2.22).
Короче – одни вопросы…
Рис. 2.22. Люминесценция алмаза в ультрафиолетовом свете
Глава 3
Формы поверхности алмаза
Наиболее характерные пространственные формы поверхности алмаза, сформированные технологическим процессом, – сферические и конусообразные. Все остальные поверхности, описываемые уравнениями второго порядка, в той или иной части алгоритма своего исполнения включают в себя основные технологические приемы, характерные для создания сфер или конусов.
3.1. Конус
Создание конуса из алмаза на первый взгляд может показаться довольно простой задачей. Вращай алмаз вокруг оси под определенным углом к плоскости инструмента и получится конус. Словно карандаш заточить. Но это алмаз! И кристаллографическую анизотропию механических свойств алмаза еще никто не отменял. А если учитывать влияние нашей динамической волновой среды на процесс обработки, то формирование конуса с заданными геометрическими параметрами и требуемой шероховатостью поверхности становится непростой технологической задачей.
На рис. 3.1 приведено изображение конусообразной поверхности алмаза, обработанного в виде ювелирного изделия. При обработке именно этого изделия был зафиксирован "артефакт", который у нас получил название "рассасывающаяся подкова".